2.4 输入/输出基础
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C++并没有直接定义进行输入或输出（I/O）的任何语句，而是由标准库（Standard Library）提供，I/O库为程序员提供了大量的工具。然而对于许多应用来说（包括本书的例子），编程者只需要了解一些基本的概念和操作即可。本书中的大多数例子都使用了处理格式化输入和输出的iostream库。iostream库的基础是两种命名为istream和ostream的类型，分别表示输入流和输出流。流是指要从某种I/O设备上读入或写出的字符序列。术语“流”试图说明字符是随着时间顺序生成或消耗的。本节将简要讲解C++实现输入和输出的基本知识。
2.4.1 标准输入与输出对象
标准库定义了4个I/O对象。处理输入时使用命名为cin（读作see-in）的istream类型对象。这个对象也叫做标准输入（Standard Input）。处理输出时使用命名为cout（读作see-out）的ostream类型对象，这个对象也称为标准输出（Standard Output）。标准库还定义了另外两个ostream对象，分别命名为cerr和clog（分别读作“see-err”和“see-log”）。cerr对象又叫做 标准错误（Standard Error），通常用来输出警告和错误信息给程序的使用者。而clog对象用于产生程序执行的一般信息。
在一般情况下，系统将这些对象与执行程序的窗口联系起来。这样，当我们从cin读入时，数据从执行程序的窗口读入，当写到cout、cerr或clog时，输出至同一窗口。运行程序时，大部分操作系统都提供了重定向输入或输出流的方法。利用重定向可以将这些流与所选择的文件联系起来。
2.4.2 一个使用I/O库的程序
到目前为止，我们已经明白如何编译与执行简单的程序了，虽然那个程序什么也不做。接下来先看一看应该如何实现把两数相加的处理代码。我们可以使用I/O库来扩充main程序，实现输出用户给出的两个数的和的功能，具体代码如下。
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "输入两个数字：" << std::endl;
int v1, v2
std::cin >> v1 >> v2;
std::cout << "它们的和是" << v1 << " and " << v2
<< " is " << v1 + v2 << std::endl;
return 0;
}```
在上述代码中，首先在用户屏幕上显示提示语“输入两个数字：”，输入后按Enten键，将输出两者的和。程序的第一行是一个预处理指示。
`
#include <iostream>`
该行代码的功能是告诉编译器要使用iostream库。尖括号里的名字是一个头文件。当程序使用库工具时必须包含相关的头文件。#include指令必须单独写成一行——头文件名和#include必须在同一行。通常，#include指令应出现在任何函数的外部。而且习惯上，程序的所有#include指示都在文件开头部分出现。
1．写入到流
main函数体中第一条语句执行了一个表达式（Expression）。C++中，一个表达式由一个或几个操作数和通常是一个操作符组成。该语句的表达式使用输出操作符（<<操作符），在标准输出上输出如下提示语。
`std::cout << "输入两个数字:" << std::endl;`
上述代码用了两次输出操作符，每个输出操作符实例都接受两个操作数：左操作数必须是ostream对象，右操作数是要输出的值。操作符将其右操作数写到作为其左操作数的ostream对象。
在C++中，每个表达式产生一个结果，通常是将运算符作用到其操作数所产生的值。当操作符是输出操作符时，结果是左操作数的值。也就是说，输出操作返回的值是输出流本身。
既然输出操作符返回的是其左操作数，那么我们就可以将输出请求连接在一起。输出提示语的那条语句等价于。
`
(std::cout << "输入两个数字:") << std::endl;`
因为（std::cout << "Enter two numbers:"）返回其左操作数std::cout，这条语句等价于下面的代码。std::cout << "输入两个数字:";
std::cout << std::endl;`
endl是一个特殊值，称为操纵符（Manipulator），将它写入输出流时，具有输出换行的效果，并刷新与设备相关联的缓冲区（Buffer）。通过刷新缓冲区，保证用户立即看到写入到流中的输出。
图像说明文字
注意：程序员经常在调试过程中插入输出语句，这些语句都应该刷新输出流。忘记刷新输出流可能会造成输出停留在缓冲区中，如果程序崩溃，将会导致程序错误推断崩溃位置。
2．使用标准库中的名字
细心的读者会注意到这个程序中使用的是std::cout和std::endl，而不是cout和endl。前缀std::表明cout和endl是定义在命名空间（Namespace）std中的。命名空间使程序员可以避免与库中定义的名字相同引起的无意冲突。因为标准库定义的名字是定义在命名空间中，所以我们可以按自己的意图使用相同的名字。
标准库使用命名空间的副作用是，当我们使用标准库中的名字时，必须显式地表达出使用的是命名空间std下的名字。std::cout的写法使用了作用域操作符（Scope Operator，::操作符），表示使用的是定义在命名空间std中的cout。
3．读入流
在输出提示语后，将读入用户输入的数据。先定义两个名为v1和v2的变量来保存输入。
`
int v1, v2;`
将这些变量定义为int类型，int类型是一种代表整数值的内置类型。这些变量未初始化，表示没有赋给它们初始值。这些变量在首次使用时会读入一个值，因此可以没有初始值。下一条语句读取输入。
`
std::cin >> v1 >> v2;`
输入操作符（>>操作符）的行为与输出操作符相似，功能是接受一个istream对象作为其左操作数，接受一个对象作为其右操作数，它从istream操作数读取数据并保存到右操作数中。像输出操作符一样，输入操作符返回其左操作数作为结果。由于输入操作符返回其左操作数，我们可以将输入请求序列合并成单个语句。换句话说，这个输入操作等价于下面的代码。
std::cin >> v1;
std::cin >> v2;```
输入操作的效果是从标准输入读取两个值，将第一个存放在v1中，第二个存放在v2中。
4．完成程序
剩下的就是要输出结果。std::cout << "它们的和是" << v1 << " and " << v2
<< " is " << v1 + v2 << std::endl;```上述代码虽然比输出提示语的语句长，但是在概念上没什么区别，功能是将每个操作数输出到标准输出。有趣的是操作数并不都是同一类型的值，有些操作数是字符串字面值。例如，下面的字符串。
"它们的和是"
其他是不同的int值，如v1、v2以及对算术表达式v1 + v2求值的结果。iostream库定义了接受全部内置类型的输入/输出操作符版本。
图像说明文字
注意：在编写C++程序时，大部分出现空格符的地方，可用换行符代替。这条规则的一个例外是字符串字面值中的空格符不能用换行符代替。另一个例外是换行符不允许出现在预处理指示中。